专利名称：一种倒置式三轮汽车前悬架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种三轮汽车的车身和前轮之间的支承结构，特别涉及三轮汽车叉管
式前悬架的结构设计，属于三轮汽车技术领域。
背景技术：
三轮汽车前悬架是指介于车身和前轮之间的支承结构，目前国内最常见的是叉管 式悬架它是由二支可伸縮的叉管左右各一支骑跨于前轮轴上，每支叉管又是由二个薄壁 管套装组合而成，上边的叫上叉管，下边的叫下叉管，在三轮汽车上采用的都是上叉管细， 下叉管粗的"正置"叉管。 目前市场上又出现了车轮左右各二支(共四支)叉管的前悬架(见发明专利 200510002071.6)俗称"双减"，与车轮左右各一支的"单减"相比，其优点是抗弯(抗扭) 刚度高，缓冲性能好，上下叉管间摩擦小，其缺点是结构复杂，要求四支叉管平行，工艺难度 大，故成本较高。 倒置式三轮汽车前悬架至今仍未在三轮汽车上采用，其主要原因有三， 一是上叉 管变粗，相应的联板也变大，成本增加；二是叉管正置时，油封开口向上，变为倒置时油封开 口向下，这给油液密封增加了难度；三是倒置时下叉管外表面变成工作面，这给下叉管防尘 带来困难。
发明内容
本发明针对采用倒置式悬架结构可能出现的成本增加，油液密封困难以及下叉管 的防尘问题，提供一种新型的倒置式三轮汽车前悬架，使其能够很好的解决上述问题，从而 使倒置式三轮汽车前悬架能真正得到应用。
本发明的技术方案如下 —种倒置式三轮汽车前悬架，含有上叉管23，下叉管8，上衬套19，下衬套12，活塞 杆22，与活塞杆连接的阻尼筒7，设置在上叉管和下叉管之间的承载弹簧6，上弹簧座17，下 弹簧座5，用于连接活塞杆和上叉管的过渡板34，上联板33和下联板4，其特征在于所述 的上叉管粗，下叉管细，下叉管套装在上叉管内。 本发明所述的上联板采用空心结构；同时在上叉管壁上加工上连通孔29，使上叉 管内腔与上联板内腔连通，在下叉管壁上加工下连通孔14，使下叉管内腔与上衬套和下衬 套之间的内腔连通。 本发明的技术特征还在于在上叉管内腔的活塞杆上部设置缓冲组件，该缓冲组 件由橡胶缓冲胶套31、套管30和压板28组成，所述的套管30套装在活塞杆上，橡胶缓冲胶 套设置在套管的外部。 本发明的另一技术特征在于所述的倒置式三轮汽车前悬架还含有带外翻边的内 防尘罩IO和带有内翻边的外防尘罩11，所述的内防尘罩套装在上叉管和承载弹簧6之间， 它的外翻边压于下弹簧座5与承载弹簧的下端面之间；所述的外防尘罩11套装在承载弹簧之外，它的内翻边压装在上弹簧座17和承载弹簧上端面之间；内防尘罩和外防尘罩均由橡 胶或硬塑料模压成型。
本发明的又一技术特征在于在所述的下叉管内靠近下叉管上沿处设置活塞杆油
封20，油封的外圆柱面固定在下叉管内壁上，油封的唇口套装在活塞杆上。 本发明的再一技术特征在于所述的上叉管和下叉管以及承载弹簧的轴线从轮轴
向前平移了距离L，并使L满足下式L2tga 〈L〈l^tgci，式中a为叉管后倾角，1^丄2分
别为从车轮轴心A到上衬套和下衬套的距离。 本发明具有以下优点及有益效果 ①衡量薄壁圆管(叉管)抗弯刚度大小的参数为惯性矩=JiD3t/8，式中D为圆
管的平均直径，t为圆管的壁厚，设套装在外边的粗管平均直径为D工=60mm，里边的细管的
平均直径为D2 = 40mm，则卫/% = 3. 4，即若从正置(细管在上)变为倒置(粗管在上)，则
悬架叉管根部的抗弯刚度增加3. 4倍，这甚至比单叉管变为双叉管还有效。 ②采用正置悬架细管在上，细管内径一般小于①30mm，若在这样细的管内加入比
①30还小的橡胶缓冲胶套(简称缓冲套)，缓冲的作用是有限的，而在较粗的下叉管则装有
阻尼筒，缓冲套很难布置。而采用倒置之后，足够粗的缓冲套也能放入上叉管内(见图l)，
双叉管前悬架内就是靠引入缓冲性能极好的橡胶缓冲套才获得较高的平顺性。 ③双叉管悬架所以能成倍的减少叉管间的摩擦力是由于采用了承载弹簧平移技
术，即将弹簧连同叉管轴线向前平移L，在倒置单叉管悬架中同样也采用了此法，即将叉管
轴线从原来通过轮轴的位置向前平移L，并使L满足下式L2tga 〈L〈l^tga。式中a
为叉管后倾角，1^、1^为从车轮轴心A到上、下衬套19、12的距离，只要满足上式一般会使摩
擦力减少约2/3，这对提高前悬架伸縮的灵活性是十分的有效的。采用单叉管悬架由于叉管
数减半，油封和防尘封也减半，故采用倒置单叉管方案，叉管伸縮的灵活性要优于双叉管方案。
图1是本发明的倒置式前悬架结构图。 图中4_下联板；5_下弹簧座；6_承载弹簧；7-阻尼筒；8_下叉管；9-油封； 10-内防尘罩；11-外防尘罩；12-下衬套；13-橡胶0环；14-下连通孔；16-隔套；17-上 弹簧座；19-上衬套；20-活塞杆油封；21-弹簧涨圈；22-活塞杆；23-上叉管；26-螺钉； 28-压板；29-上连通孔；30-短管；31-橡胶缓冲套；33-上联板；34-过渡板；37-弹簧卡环； 38-导向座；40-活塞阀总成；41-弹簧卡环；42-工作缸；43-底阀总成。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体结构和工作原理作进一步的说明。图1是本发明的 倒置式前悬架结构图。该倒置式前悬架含有上叉管23，下叉管8，上衬套19，下衬套12，活 塞杆22，与活塞杆连接的阻尼筒7，设置在上叉管和下叉管之间的承载弹簧6，上弹簧座17， 下弹簧座5，用于连接活塞杆和上叉管的过渡板34，上联板33和下联板4，与活塞杆连接的阻尼筒7，油封9，橡胶缓冲套31，内防尘罩10，外防尘罩11，活塞杆22，活塞杆油封20，工作缸42等零部件组成，所述的上叉管粗，下叉管细，下叉管套装在上叉管内。
下面详细说明本发明的具体实施方式
和工作原理 1)通过将上联板由实心变为空心来解决上联板由于孔径变大而使联板重量增加的问题。上联板由实心变为空心后上联板体积有所增加，但总重比实心约减少1/2，而强度确有提高；联板变为空心的另一好处是通过将上联板容腔和叉管内部容腔连通(见图1连通孔29)，这一措施可将容腔总容积比原叉管容积扩大一倍以上，这样在上下叉管伸縮运动时叉管内的空气压力的波动量减少一倍以上，再通过在下叉管壁加开连通孔14，让上衬套19和下衬套12之间的空腔与下叉管内的空腔连通，这样作用于下衬套12及油封9上的压力波动仅有0. 05个大气压，油封封住这样低的压力是很容易做到的，并且下叉管空腔的油雾也可通过连通孔14润滑上下衬套。 2)正置时上叉管外表面是工作面，只要在管外加一个塑料罩即与外界隔离，而倒置下叉管外表面变为工作面，防尘罩开口只能向上，泥水易溅入。本发明采用双层防尘罩内防尘罩10为薄壁橡胶筒，开口向上，下端设计成外翻边，它的外翻边压于下弹簧座5与承载弹簧6的下端面之间；带内翻边的外防尘罩11套装在承载弹簧6之外，它的内翻边压装在上弹簧座17和承载弹簧6上端面之间；内防尘罩和外防尘罩均由橡胶或硬塑料模压成型。双层防尘罩套装，可保证叉管在任何行程中下叉管表面不会暴露于大气之中，不会让泥水溅入工作表面。 3)为了防止阻尼油喷溅到橡胶缓冲套31上，在下叉管内靠近下叉管上沿处设置活塞杆油封20，油封的外圆柱面固定在下叉管内壁上，油封的唇口套装在活塞杆上。有了这个油封可允许叉管充油之后平放甚至倒放，阻尼油也不会接触缓冲套，用以延长缓冲套使用寿命，油封20把叉管内空腔隔分为上下二层，有了它可使下层空腔气压变化更小(< 2%)从而使封油变的更容易。 4)为保证上下叉管装配后仍能灵活伸縮，装配后左右二支叉管轴线保持平行是十分必要的。三轮汽车叉管与联板的连接采用的是锥度孔连接，很难保证长近80cm的二支叉管平行，二支不平行的叉管装在宽度等于上联板孔距的轮轴台肩上必然在叉管上产生装配应力，影响叉管伸縮的灵活性，引起早期磨损。本发明在上联板和上叉管间采用了球面铰链，允许在安装时二支叉管之间有一定的角度误差，以避免产生装配应力，待现场轮轴螺母拧紧后再锁紧上叉管上的螺母35及螺钉26。采用这种现场装配最后锁紧叉管上螺母的方法既可保证叉管伸縮灵活又能降低锥孔加工工艺过高的要求。 5)上叉管上端表面车成球面固定于联板孔的球面内，允许组装时二叉管轴线之间的平行度有微小的调整。上衬套19和下衬套12处于上叉管(外)和下叉管(内)之间，作减摩和导向作用，上衬套和下衬套以弹簧卡环41，弹簧涨圈21及隔套16固定于上叉管内壁，在下叉管靠近上端面附近设有弹簧卡环37，用来作上下叉管最大展开时的限位，叉管压縮的最大行程是靠下叉管上端面接触橡胶缓冲套的压板28予以限位，橡胶0环13是介于下衬套12与隔套16之间，是用来缓冲叉管展开行程。在上叉管内腔的活塞杆上部设置缓冲组件，该缓冲组件由橡胶缓冲胶套31、套管30和压板28组成，所述的套管30套装在活塞杆上；缓冲橡胶衬套31放置于上叉管内的上端，设置在套管的外部，并通过短管30套装在活塞杆22上。
5
6)上叉管和下叉管以及承载弹簧的轴线从轮轴向前平移了距离L，并使L满足下式 L2tga < L < L八g a ，式中a为上下叉管后倾角，1^丄2分别为从车轮轴心A到上衬套和下衬套的距离。 7)悬架阻尼是靠置于上叉管和下叉管之内的阻尼筒7提供的，该阻尼筒主要是由工作缸42、活塞杆22、导向座38、活塞阀总成40和底阀总成43等液压零部件构成的。活塞阀和底阀内含有弹性膜片、节流片、阀座弹簧等零件，它可给出基本上不随温度变化的双向线性阻尼，阻尼筒的活塞杆与位于上叉管上端的过渡板34连接在一起。活塞杆与过渡板孔之间在轴向和径向存在一定的间隙，允许杆与板有一定偏角。阻尼筒下端通过弹性铰链3与下叉管底部连接，也允许筒的轴线有一定的偏角，在上下叉管伸縮运动时将带动活塞杆相对阻尼筒上下振动，从而产生一定阻尼力，而在活塞杆与导向座及活塞与工作缸之间却不会产生侧向力，这样可使阻尼筒的使用寿命大为提高。
权利要求
一种倒置式三轮汽车前悬架，含有上叉管(23)，下叉管(8)，上衬套(19)，下衬套(12)，活塞杆(22)，与活塞杆连接的阻尼筒(7)，设置在上叉管和下叉管之间的承载弹簧(6)，上弹簧座(17)，下弹簧座(5)，用于连接活塞杆和上叉管的过渡板(34)，上联板(33)和下联板(4)，其特征在于所述的上叉管粗，下叉管细，下叉管套装在上叉管内。
2. 按照权利要求1所述的倒置式三轮汽车前悬架，其特征在于所述的上联板采用空 心结构；同时在上叉管壁上加工上连通孔(29)，使上叉管内腔与上联板内腔连通，在下叉 管壁上加工下连通孔(14)，使下叉管内腔与上衬套和下衬套之间的内腔连通。
3. 按照权利要求1或2所述的倒置式三轮汽车前悬架，其特征在于在上叉管内腔的 活塞杆上部设置缓冲组件，该缓冲组件由橡胶缓冲胶套(31)、套管(30)和压板(28)组成， 所述的套管(30)套装在活塞杆上，橡胶缓冲胶套设置在套管的外部。
4. 按照权利要求3所述的倒置式三轮汽车前悬架，其特征在于所述的倒置式三轮汽 车前悬架还含有带外翻边的内防尘罩(10)和带内翻边的外防尘罩(ll)，所述的内防尘罩 套装在上叉管和承载弹簧(6)之间，它的外翻边压于下弹簧座(5)与承载弹簧(6)的下端 面之间；所述的外防尘罩(11)套装在承载弹簧(6)之外，它的内翻边压装在上弹簧座(17) 和承载弹簧(6)上端面之间；内防尘罩和外防尘罩均由橡胶或硬塑料模压成型。
5. 按照权利要求1所述的倒置式三轮汽车前悬架，其特征在于在所述的下叉管内靠 近下叉管上沿处设置活塞杆油封(20)，油封的外圆柱面固定在下叉管内 壁上，油封的唇口 套装在活塞杆上。
6. 按照权利要求4所述的倒置式三轮汽车前悬架，其特征在于所述的上叉管和下叉 管以及承载弹簧的轴线从轮轴向前平移了距离L，并使L满足下式L2tga < L < l^tgci ， 式中a为上下叉管轴线后倾角，Lpl^分别为从车轮轴心A到上衬套和下衬套的距离。
全文摘要
一种倒置式三轮汽车前悬架，属汽车悬架技术领域。本发明的特点是将在叉管式三轮汽车前悬架上广泛采用的管径上细下粗的正置叉管悬架改为管径上粗下细的倒置式叉管悬架。叉管倒置最大的优点是悬架的侧向刚度成倍提高，从而提高车身行使的稳定性，其次由于上叉管变粗，可允许将缓冲性能极佳的橡胶缓冲胶套置于上叉管内，用以增加行驶的平顺性，这样即可集承载弹簧、阻尼筒和缓冲胶套于一体，以单叉管悬架替代减振性能很好的双叉管悬架，同时采用已有技术中的承载弹簧平移技术来消除叉管间的摩擦力，这样即可使单叉管倒置式前悬架具有双叉管前悬架的良好减振功能。倒置悬架在结构及功能上也有不利之处，本发明已针对不利因素采取相应措施予以克服。
文档编号B60G15/04GK101780756SQ200910093760
公开日2010年7月21日 申请日期2009年9月28日 优先权日2009年9月28日
发明者丁占鳌 申请人:丁占鳌